[发明专利]变胞并联机构

摘要

一种变胞并联机构，其通过3条对称布置的相同变胞支链连接固定平台和运动平台；变胞支链由具有解耦特性的2自由度球面五杆机构和4自由度RRRP串联支链组合而成；变胞支链具有3种不同工作模式，3条变胞支链在3种不同工作模式间切换时，变胞并联机构可具有10种不同的工作模式；所述变胞并联机构具有动态性能好，工作模式多，重构过程无奇异等优点。

主权项

一种变胞并联机构，其为对称结构，其由3条相同的变胞支链连接固定平台和运动平台；变胞支链由具有解耦特性的2自由度球面五杆机构和4自由度RRRP串联支链混联而成，在描述运动副时，R为转动副，P为移动副；球面五杆机构由5根杆和5个转动副组成，各杆通过转动副相连，所有转动副轴线都通过球面五杆机构的几何中心，相邻转动副轴线正交，选取与球面五杆机构机架相连的转动副R1和R2作为球面五杆机构的输入副，R1和R2输入为零时，为变胞支链不同工作模式进行切换的初始位形；串联支链由转动副R3、R4、R5和移动副P组成，R4和R5轴线平行且垂直于P副；与球面五杆机构相邻的为R3，在初始位形R3与R1轴线正交且R3与R2轴线平行；串联支链通过P副与运动平台相连，串联支链其余各杆通过R副相连；当锁死R2，驱动R1，变胞支链工作在工作模式A，此时R3与R1轴线正交，但R3与R2轴线不再平行，此时变胞支链自由度为5，变胞支链存在一个约束力矢，该约束力矢过R3与R1轴线的交点，且方向与R4和R5轴线方向相同；当锁死R1，驱动R2，变胞支链工作在工作模式B，此时R3与R1轴线不再正交，但R3与R2轴线平行，此时变胞支链自由度为5，变胞支链存在一个约束力耦，此时R3与R2为轴线平行的一组线矢，R4和R5为轴线平行的另一组线矢，两组线矢的公法线方向即为约束力耦方向；当同时驱动R1和R2，变胞支链工作在工作模式C，此时球面五杆机构自由度为2，串联支链自由度为4，由它们组合而成的变胞支链自由度为6，此时变胞支链无约束；当3条变胞支链在3种不同工作模式间切换时，变胞并联机构将具有3T3R、3T2R、2T3R、2T2R、3T1R、3R1T、3R、3T、2T1R和2R1T共10种不同的工作模式，在描述工作或运动方式时，T代表移动，R代表转动。